KHẢO SÁT CHUYỂN HÓA HÕN HỢP KHÍ NHÀ KÍNH (CO;,CH;) THÀNH KHÍ TÔNG HỢP TRÊN CÁC XÚC TÁC NICKEL VÀ OXIT NICKEL MANG TRÊN y-AOs

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG KHẢO SÁT CHUYỂN HĨA HỖN HỢP KHÍ NHÀ KÍNH (CO2,CH4) THÀNH KHÍ TỔNG HỢP TRÊN CÁC XÚC TÁC NICKEL VÀ OXIT NICKEL MANG TRÊN -Al2O3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Công nghệ hóa học Chuyên ngành: Tổng hợp hữu Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN QUỐC THIẾT Sinh viên thực hiện: NGUYỄN QUỐC HUY MSSV: 061972H Thành phố Hồ Chí Minh 2011 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Quốc Thiết Người trực tiếp hướng dẫn tận tình tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cơ, cán thuộc phịng xúc tác vật liệu ứng dụng viện khoa học công nghệ Việt Nam giúp đỡ, bảo tạo điều kiện cho em thực đề tài tiến độ Cảm ơn thầy cô trường đại học Tôn Đức Thắng người dạy dỗ em có kiến thức quý báu suốt 4,5 năm qua Sau xin cảm ơn cha mẹ người nuôi dạy khơn lớn có ngày hơm Tp.Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng năm 2011 SVTH: Nguyễn Quốc Huy MỤC LỤC Lời cảm ơn Mục lục Danh mục hình Danh mục bảng Các thuật ngữ dùng luận văn Lời mở đầu Trang Chương I: Tổng quan 1.1 Hiệu ứng nhà kính 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Khí nhà kính 1.1.2.1 Cacbon đioxit 1.1.2.2 Mêtan 1.1.3 Các phương pháp xử lý khí cacbon đioxit 10 1.1.3.1 Xử lý CO2 phương pháp hấp thụ 10 1.1.3.2 Thu hồi tồn trữ CO2 12 1.2 Giới thiệu phản ứng reforming CO2 Mêtan 15 1.3 Giới thiệu chất mang Al2O3 17 Chương II: Thực nghiệm 19 2.1 Thiết bị hóa chất 19 2.1.1 Thiết bị 19 2.1.2 Hóa chất 19 2.2 Quy trình tổng hợp xúc tác 19 2.2.1 Phương pháp điều chế xúc tác 19 2.2.2 Điều chế xúc tác x%NiO/Al2O3 theo phương pháp tẩm ướt 19 2.2.3 Điều chế xúc tác x%NiO-10%CaO/Al2O3 theo phương pháp tẩm ướt 22 2.2.4 Điều chế xúc tác x%Ni/10%CaO-Al2O3 theo phương pháp tẩm ướt 24 2.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X 26 2.4 Phương pháp khảo sát hoạt độ xúc tác 27 2.4.1 Hệ thống dòng vi lượng 27 2.4.1.1 Thiết kế hệ thống dòng vi lượng cho phản ứng CO2 reforming 27 2.4.1.2 Sơ đồ thiết bị phản ứng 28 2.4.2 Phương pháp phân tích hỗn hợp phản ứng máy phân tích Ultramat6 Fidamat5e-1 Siemens 30 2.4.2.1 Nguyên tắc hoạt động 30 2.4.2.2 Quy trình tiến hành 32 Chương III: Kết thảo luận 34 3.1 Các loại xúc tác khảo sát 34 3.2 Khảo sát đặc tính xúc tác phương pháp nhiễu xạ tia X 34 3.3 Hoạt tính xúc tác 37 3.3.1 Khảo sát hoạt tính xúc tác sở oxit niken 37 3.3.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác sở niken kim loại 40 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng CaO lên hoạt tính xúc tác sở oxit niken 42 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng CaO lên hoạt tính xúc tác sở niken kim loại 45 3.3.5 ảnh hưởng nhiệt độ khử lên hoạt độ xúc tác 47 3.4 Khảo sát chế phản ứng CO2 reforming 49 3.4.1 Đối với xúc tác Niken oxit 49 3.4.2 Đối với xúc tác Niken kim loại 53 Chương IV: Kết luận 55 Tài liệu tham khảo 57 Phụ lục 59 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1: Hiệu ứng nhà kính Trang Hình 1-2: Cơng thức phân tử khí CO2 Hình 1-3: Lượng cacbon đioxit khí đo Mauna Loa từ năm 1945 đến Hình 1-4: Lượng cacbon phát thải toàn cầu Hình 1-5: Cơng thức phân tử khí Mêtan Hình 1-6: Sơ đồ lưu trữ cacbon thành hệ địa chất 13 Hình 1-7: Sơ đồ lưu trữ cacbon biển 14 Hình 1-8: cấu trúc tinh thể Al2O3 17 Hình 2-1: Hệ thống dòng vi lượng cho phản ứng CO2 reforming 28 Hình 2-2: Cấu tạo reactor 28 Hình 2-3: Sơ đồ thiết bị phản ứng 29 Hình 2-4: Máy phân tích Ultramat 6, Fidamat5e-1 30 Hình 2-5: Cấu tạo đầu dò IR 31 Hình 2-6: Cấu tạo đầu dò FID 31 Hình 2-7: Sơ đồ thí nghiệm phản ứng CO2 reforming hệ thống dòng vi lượng với máy phân tích Ultramat 6, Fidamat5e-1 33 Hình 3-1: Phổ XRD chất mang Al2O3 35 Hình 3-2: Phổ XRD mẫu xúc tác 15%NiO/Al2O3 36 Hình 3-3: Phổ XRD mẫu xúc tác 15%NiO-10%CaO/Al2O3 37 Hình 3-4: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 10%NiO/Al2O3 38 Hình 3-5: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15%NiO/Al2O3 39 Hình 3-6: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 20%NiO/Al2O3 39 Hình 3-7: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 11,8%Ni/Al2O3 41 Hình 3-8: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15,7%Ni/Al2O3 41 Hình 3-9: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 10%NiO-10%CaO/Al2O3 43 Hình 3-10: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15%NiO-10%CaO/Al2O3 43 Hình 3-11: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 20%NiO-10%CaO/Al2O3 44 Hình 3-12: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 11,8%Ni-10%CaO/Al2O3 46 Hình 3-13: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15,7%Ni-10%CaO/Al2O3 46 Hình 3-14: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15,7%Ni-10%CaO/Al2O3 khử 400 C 48 Hình 3-15: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15,7%Ni-10%CaO/Al2O3 khử 550 C 48 Hình 3-16: Giản đồ TPR mẫu xúc tác 15,7%Ni /Al2O3 50 Hình 3-17: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15%NiO/Al2O3 51 Hình 3-18: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15,7%Ni/Al2O3 52 Hình 3-19: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15%NiO-10%CaO/Al2O3 53 DANH MỤC BẢNG Sơ đồ 2-1: Quy trình xử lý sơ chất mang Al2O3 20 Sơ đồ 2-2: Quy trình điều chế xúc tác x%NiO/Al2O3 21 Sơ đồ 2-3: Quy trình điều chế xúc tác x%NiO-10%CaO/Al2O3 23 Sơ đồ 2-4 : Quy trình điều chế xúc tác x%Ni-10%CaO/Al2O3 25 Bảng 3-1: Các loại xúc tác tổng hợp 34 Bảng 3-2: hoạt tính xúc tác x%NiO/Al2O3 40 Bảng 3-3: Hoạt tính xúc tác x%Ni/Al2O3 40 Bảng 3-4: Ảnh hưởng phụ gia CaO lên xúc tác Oxit Niken 44 Bảng 3-5: Ảnh hưởng phụ gia CaO lên xúc tác Niken kim loại 45 Bảng 3-6: Ảnh hưởng nhiệt độ khử lên xúc tác 15,7%Ni-10%CaO/Al2O3 49 CÁC THUẬT NGỮ DÙNG TRONG LUẬN VĂN Ký hiệu Ý nghĩa  COS Gamma Cacbonyl sunfit Ar Khí Argon XRD Phương pháp nhiễu xạ tia X IR Hồng ngoại TPSR Temperature Programmed Surface Reaction T2 Nhiệt độ bắt đầu phản ứng sinh 2% khí CO TPR Temperature-programmed reduction C1000 Độ chuyển hóa khí CO2 tính thời điểm 1000 °C Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Lời mở đầu Chúng ta sống giới mà mơi trường có nhiều biến đổi: khí hậu biến đổi, nhiệt độ trái đất tăng lên, mực nước biển dâng cao, hạn hán, lũ lụt, ô nhiễm môi trường, suy giảm đa dạng sinh học… Trong đó, biến đổi khí hậu vấn đề nước giới quan tâm sâu sắc Biến đổi khí hậu mà tiêu biểu nóng lên tồn cầu diễn Nhiệt độ giới tăng thêm khoảng 0,7 C kể từ thời kỳ tiền công nghiệp tăng với tốc độ ngày cao Ngoài nguyên nhân tự nhiên tính chất biến đổi phức tạp hệ thống khí hậu giới, hầu hết nhà khoa học môi trường hàng đầu giới khẳng định: loại khí nhà kính phát thải vào khí hoạt động người làm cho khí hậu tồn cầu nóng lên[6] Như biết hiệu ứng nhà kính khí tượng tia xạ sóng ngắn mặt trời xun qua bầu khí đến mặt đất phản xạ trở lại thành xạ nhiệt sóng dài Một số phân tử bầu khí quyển, trước hết CO2 nước, hấp thụ xạ nhiệt thơng qua giữ ấm lại bầu khí Như lượng nhiệt làm cho nhiệt độ bầu khí bao quanh trái đất tăng lên Lớp khí CO2 có tác dụng lớp kính giữ nhiệt lượng tỏa ngược vào vũ trụ trái đất quy mơ tồn cầu khơng có hiệu ứng nhà kính khí hậu trái đất trở nên khô cằn lạnh giá Bên cạnh CO2 cịn có số khí khác gọi chung khí nhà kính NOx, Metan, CFC Tuy nhiên từ cách mạng khoa học bùng nổ, bắt đầu làm cho khí hậu thay đổi qua việc áp dụng thành khoa học kỹ thuật vào công nghiệp, nông nghiệp Việc đốt nhiên liệu hóa thạch, phá rừng gia tăng dân số… làm thay đổi khí hậu trái đất thông qua việc làm tăng hàm lượng khí nhà kính mà chủ yếu cacbondioxit, metan, NOx (cacbondioxit tăng 20% metan tăng 90%) Trong suốt kỷ vừa qua nhiệt độ trung bình tăng khoảng °C, việc tăng nhiệt độ trung bình trái đất kéo theo hậu SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Do vấn đề xử lý khí nhà kính vấn đề nóng bỏng, cấp bách quan trọng thu hút quan tâm nhiều nhà nghiên cứu giới Việt Nam Trong luận văn tốt nghiệp nghiên cứu việc chuyển đổi khí CO2 mêtan (là hai loại khí gây hiệu ứng nhà kính nhiều nhất) thông qua phản ứng CO2 reforming sở xúc tác Niken kim loại niken oxit hệ chất mang Al2O3 nhằm tạo khí tổng hợp (hỗn hợp khí H2 CO) có giá trị cao đồng thời tái sử dụng lại lượng khí CO2 góp phần bảo vệ môi trường SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Tóm lại: việc thêm phụ gia CaO vào xúc tác NiO/Al2O3 khơng thích hợp làm giảm hoạt tính xúc tác làm tăng nhiệt độ phản ứng 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng CaO lên hoạt tính xúc tác sở niken kim loại Chúng tiến hành khảo sát ảnh hưởng phụ gia CaO lên xúc tác có pha hoạt tính Niken kim loại chất mang Al2O3 Các xúc tác có pha hoạt tính Niken kim loại phụ gia CaO tổng hợp với hàm lượng 11,8 15,7% thể bàng 3-1 Với chế độ khử xúc tác x’%Ni10%CaO/Al2O3 500 °C dòng H2/Ar 20% thành xúc tác x%Ni10%CaO/Al2O3 điều kiện khảo sát Xúc tác có 11,8% pha hoạt tính có nhiệt độ chuyển hóa T2 993,3 °C độ chuyển hóa C1000 14,43% (hình 3-12) Cịn xúc tác có 15,7% pha hoạt tính có nhiệt độ phản ứng T2 941 °C có độ chuyển hóa C1000 22,87% Với hoạt tính nêu cộng với kết khảo sát phần 3.3.2 rút bảng so sánh hoạt tính xúc tác ảnh hưởng phụ gia CaO Kết so sánh trình bày bảng 3-5 Bảng 3-5: Ảnh hưởng phụ gia CaO lên xúc tác Niken kim loại xúc tác xúc tác x%Ni/Al2O3 x%Ni-10%CaO/Al2O3 Stt x%Ni T2%CO C1000oC T2%CO C1000oC 11.8% 870.2 39.26 993.3 14.67 15.7% 863.7 65.57 941 22.87 SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 45 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Quốc Huy   GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Trang 46 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Từ bảng kết cho thấy: Nhiệt độ bắt đầu phản ứng mẫu có phụ gia cao hẳn mẫu khơng có phụ gia Trường hợp giống với xúc tác oxit, thêm phụ gia vào làm tăng nhiệt độ bắt đầu phản ứng lên Độ chuyển hóa CO2 thời điểm nhiệt độ phản ứng đạt 1000 °C mẫu có phụ gia thấp nhiều so với mẫu khơng có phụ gia Tóm lại: Từ so sánh chúng tơi rút kết luận việc thêm phụ gia CaO vào xúc tác Niken kim loại không phù hợp nhiên đề tài chưa khảo sát tác động phụ gia lên trình tạo cốc bề mặt xúc tác làm xúc tác bi giảm hoạt tính theo thời gian, dùng oxit kim loại kiềm thổ khác MgO BaO làm phụ gia cho xúc tác 3.3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ khử lên hoạt độ xúc tác Nhiệt độ khử ảnh hưởng đến hoạt độ xúc tác Trên chất mang khác Ni2+ bị khử vùng nhiệt độ khác [5] phạm vi đề tài tiến hành khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ khử lên hoạt tính xúc tác Niken kim loại Cụ thể khảo sát chế độ khử xúc tác 20%NiO-10%CaO/Al2O3 nhiệt độ 400, 500, 550 °C dòng H2/Ar 20%, so sánh hoạt tính xúc tác chế độ khử khác Mẫu Niken khử 400 °C có hoạt tính thấp có nhiệt độ bắt đầu phản ứng cao 990 °C độ chuyển hóa C1000 thấp (hình 3-14) Mẫu Niken khử 500 °C có hoạt tính tốt hơn, có nhiệt độ bắt đầu phản ứng thấp 941°C độ chuyển hóa CO2 1000 °C 22,87%(hình 3-15 phần 3.3.4) Mẫu Niken khử 550 °C có hoạt tính tốt nhiệt độ chuyển hóa thấp T2 = 930,1 °C, độ chuyển hóa CO2 1000 °C lên 51,28% (hình 3-15) SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 47 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Quốc Huy   GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Trang 48 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Kết so sánh ảnh hưởng nhiệt độ khử tóm tắt bảng 3-6: Bảng 3-6: Ảnh hưởng nhiệt độ khử lên xúc tác 15,7%Ni-10%CaO/Al2O3 Stt nhiệt độ khử oC T2%CO C1000oC 400 990.4 18.03 500 941 22.87 550 930.1 51.28 Tóm lại: Mặc dù NiO bị khử hydro nhiệt độ 250-350 °C [9] từ kết ta rút kết luận nhiệt độ khử thích hợp cho Niken oxit thành Niken kim loại chất mang Al2O3 có phụ gia CaO 550 oC, xúc tác khử 550 °C có hoạt tính cao hẳn so với xúc tác khử 400 500 °C điều kiện phản ứng 3.4 khảo sát chế phản ứng CO2 reforming 3.4.1 Đối với xúc tác Niken oxit Ở khảo sát TPR (Temperature-programmed reduction)chúng thực phản ứng khử Niken oxit xúc tác 15%NiO/Al2O3 dịng CH4/Ar 10%, q trình khử từ nhiệt độ phòng đến 1000 °C SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 49 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Kết đo TPR cho thấy 302 °C Niken oxit bắt đầu bị CH4 khử tạo CO ít, 817 °C CH4 bắt đầu khử Niken oxit tạo CO2 CO, sau khử hết lượng Niken oxit xúc tác đường Mêtan tăng lên trở lại (hình 3-16) Từ kết khảo sát TPR hình 3-16 chúng tơi tiếp tục khảo sát Phản ứng CO2 reforming xúc tác 15%NiO/Al2O3 theo chương trình nhiệt độ (hình 317): SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 50 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Từ giản đồ kết phân tích TPR chúng tơi dự đốn chế phản ứng sau: Nhiệt độ bắt đầu phản ứng nhiệt độ mà Niken oxit bị Mêtan khử thành Niken kim loại sinh khí CO2 sau lượng Niken oxit xúc tác bị khử thành kim loại hết lúc phản ứng bắt đầu xảy Điều phù hợp với kết phân tích TPR trên, oxit niken bị CH4 khử thành Niken kim loại CO2 817 °C gần với khoảng nhiệt độ sinh khí CO2 hình 3-17 CH4 + NiO -> CO2 + Ni +… Niken kim loại bị CO2 oxi hóa thành Niken oxit sinh khí CO, sau Niken oxit lại bị CH4 khử trở lại thành Niken kim loại tạo khí CO H2 Và q trình lặp lặp lại liên tục để tạo thành CO H2 Ni + CO2 -> NiO + CO (a) SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 51 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết CH4 + NiO -> CO + Ni + 2H2 (b) Cơ chế phản ứng dự đoán làm rõ tiến hành khảo sát xúc tác 15,7%Ni/Al2O3 (hình 3-18) Từ giản đồ cho thấy nhiệt độ bắt đầu phản ứng sinh CO (780,3 °C)thì đường Mêtan giảm đường CO2 khơng tăng lên điều nói lên xúc tác Niken kim loại nên khơng bị Mêtan khử phản ứng xảy nhiệt độ thấp so với xúc tác oxit Niken (908 °C), trình cân hai phản ứng (a) (b) diễn sớm xúc tác Niken kim loại có hoạt tính tốt xúc tác oxit Niken Tóm lại: qua khảo sát rút kết luận phản ứng CO2 reforming xúc tác Oxit Niken định bỡi nhiệt độ khử Mêtan lên oxit niken chế phản ứng trình oxi hóa CO2 (a) khử CH4 (b) xảy liên tục bề mặt xúc tác sinh CO2 Hyđro SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 52 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Phản ứng khử xảy tương tự xúc tác 15%NiO-10%CaO/Al2O3 nhiệt độ bắt đầu phản ứng khử nhiệt độ bắt đầu sinh khí CO cao so với mẫu khơng chứa phụ gia CaO (hình 3-19) Từ giản đồ ta thấy nhiệt độ bắt đầu khử Mêtan lên Niken oxit (850 °C) cao so với trường hợp khơng có phụ gia CaO (814 °C) nhiệt độ bắt đầu phản ứng (980 °C) sinh khí CO cao so với trường hợp khơng có CaO (908 °C) Có thể chất mang CaO-Al2O3 Ni2+ bị khử nhiệt độ cao khiến cho phản ứng xảy nhiệt độ cao làm giảm hoạt tính xúc tác 3.4.2 Đối với xúc tác Niken kim loại Qua chứng minh nhận thấy chế xúc tác Niken kim loại tương tự chế xúc tác oxit Niken, xúc tác Niken kim loại sẵn nên phản ứng xảy theo chế sau: SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 53 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Ni + CO2 -> NiO + CO (a) CH4 + NiO -> CO + Ni + 2H2 (b) CO2 oxi hóa Ni tạo thành CO NiO, sau NiO bị CH4 khử tạo thành CO Hyđro đồng thời hồn ngun lại Niken kim loại Do khơng xúc tác không trải qua giai đoạn khử Mêtan trước nên nhiệt độ bắt đầu phản ứng xảy sớm xúc tác oxit trình cân hai phản ứng (a) (b) diễn sớm độ chuyển hóa CO cao xúc tác Niken kim loại có hoạt tính tốt xúc tác oxit Niken Chính lý mà đa phần xúc tác cho phản ứng reforming sử dụng điều dựa xúc tác Niken kim loại Tóm lại: Cơ chế phản ứng CO2 reforming xúc tác kim loại q trình oxi hóa CO2 (a) khử CH4 (b) xảy liên tục bề mặt xúc tác sinh CO2 Hyđro Xúc tác Niken kim loại làm cho nhiệt độ bắt đầu phản ứng thấp độ chuyển hóa cao so với xúc tác Oxit Niken SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 54 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN  Đã chọn xúc tác thích hợp cho phản ứng CO2 reforming xúc tác 15,7%Ni/Al2O3 với độ chuyển hóa CO2 1000 C 65,57%  Ở mẫu xúc tác 15,7%Ni/Al2O3 thấy rõ lượng CO sinh thời điểm cuối bị giảm lượng CO2 Mêtan giảm theo, điều lắng đọng cacbon bề mặt xúc tác làm xúc tác bị giảm hoạt tính theo thời gian  Đã khảo sát ảnh hưởng phụ gia CaO lên xúc tác Niken kim loại Oxit niken bất lợi cho phản ứng CO2 reforming, cụ thể làm tăng nhiệt độ phản ứng giảm độ chuyển hóa CO2 Tuy nhiên đề tài chưa khảo sát ảnh hưởng phụ gia lên trình tạo cốc lắng đọng bề mặt xúc tác  Chọn nhiệt độ khử thích hợp cho xúc tác Niken kim loại chất mang Al2O3 550 C dòng H2/Ar 20% cho xúc tác có hoạt tính tốt hẳn so với xúc tác khử nhiệt độ thấp Cụ thể độ chuyển hóa CO2 1000 C xúc tác 15,7%NiO/Al2O3 65,57% xúc tác 15,7%NiO10%CaO/Al2O3 51,28%  Đã dự đoán chế phản ứng CO2 reforming hệ xúc tác Oxit Niken Niken kim loại  Tuy nhiên điều kiện thời gian thực hạn chế nên chưa khảo sát hết yếu tố ảnh hưởng khác lên phản ứng ví dụ như: ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu, khảo sát nhiệt độ cao 1000 C, ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn khí nhập liệu ảnh hưởng tỷ lệ khí mang Hướng phát triển đề tài là:  Biến tính xúc tác khảo sát kim loại đất khảo sát khả kết hợp với kim loại quý Pt, Ir, Ru, Rh nhằm tăng hoạt tính xúc tác hạ nhiệt độ phản ứng Tìm phụ gia thích hợp nhằm làm giảm trình cốc hóa bề mặt xúc tác giúp cho xúc tác khơng bị hoạt tính theo thời gian SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 55 Luận văn tốt nghiệp  GVHD: TS.Nguyễn Quốc Thiết Có thể áp dụng khí Biogas (hỗn hợp khí CH4 CO2)làm nguyên liệu cho phản ứng CO2 reforming điều chỉnh lại tỷ lệ khí CO2 CH4 cho phù hợp với yêu cầu phản ứng đồng thời làm khí H2S gây đầu độc xúc tác  Kết hợp song song với trình reforming để tạo tỷ lệ CO/H2 theo yêu cầu công nghệ mong muốn, nhằm giảm lượng CO2 phát thải môi trường SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 56   TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Phước Nguyễn Thị Thanh Phượng - Giáo trình kỹ thuật xử lý chất thải cơng nghiệp [2] Andy Chadwick, Rob Arts, Christian Bernstone, Franz May, Sylvain Thibeau & Peter Zweigel - Best practice for the storage of CO2 in saline aquifers [3] M.Ragheb - Carbon dioxide reforming, 10/3/2010 [4] Nguyễn Hữu Phú, Đào Văn Tường, Hoàng Trọng Yêm, Vũ Đào Thắng, Nguyễn Hữu Trịnh, “Báo cáo đề tài nghiên cứu sản xuất hydroxit nhôm” Đề tài C.06.12 Hà Nội, 1993 [5] Hồ Sỹ Thoảng, Giáo trình Xúc tác dị thể, trường đại học Khoa học Tự nhiên (2006) [6] Tác động biến đổi khí hậu toàn cầu dâng cao mực nước biển- Trung tâm thông tin khoa học công nghệ quốc gia [7] University of Oregon - The Green House Effect Accessed 12/1/01 [8] Friederike Wagner, Bent Aaby and Henk Visscher (2002) Rapid atmospheric CO2 changes associated with the 8,200-years-B.P cooling event [9] J.A Rodriguez1, J.C Hanson1, J Y Kim1, and A.I Frenkel2-Role of Oxygen Vacancies in the Reduction of Nickel Oxide by Hydrogen, 1Brookhaven National Laboratory; 2Yeshiva University, New York     PHỤ LỤC Tính tốn lượng muối Ni(NO3)2.6H2O cần tẩm lên chất mang Al2O3 để xúc tác x%NiO/Al2O3 Với mẫu 10%NiO/Al2O3 Lượng chất mang Al2O3 cần dùng 5g Hàm lượng NiO cần tẩm lên 10% so với chất mang  khối lượng NiO mang lên xúc tác mNiO = , Số mol NiO mang lên Al2O3 nNiO = , = 0,5 (g) 6,69.10-3 (mol)  Khối lượng muối Ni(NO3)2.6H2O cần dùng để điều chế xúc tác 10%NiO/Al2O3 : mNi(NO3)2.6H2O = nNiO.MNi(NO3)2.6H2O = 6,69.10-3.290,69 = 1,946 (g) Tính tương tự ta mẫu 15%NiO 20%NiO thể bảng sau: Khối lượng (g) x%NiO 10 15 20 Ni(NO3)2.6H2O Al2O3 1,946 2,919 3,892 5 Tính tốn lượng muối Ni(NO3)2.6H2O Ca(NO3)2.4H2O cần tẩm lên chất mang Al2O3 để xúc tác x%NiO-10%CaO/Al2O3 Với mẫu 10%NiO-10%CaO/Al2O3     Lượng chất mang Al2O3 cần dùng 4,5g Hàm lượng phụ gia CaO cần tẩm lên 10% so với tổng chất mang => mCaO = 0,5 (g) , Số mol CaO mang lên Al2O3 nCaO = 8,93.10-3 (mol)  Khối lượng muối Ca(NO3)2.4H2O cần dùng là: mCa(NO3)2.4H2O = nCaO.MCa(NO3)2.4H2O = 8,93.10-3.236 = 2,1071 (g) Lượng muối Ni(NO3)2.6H2O không đổi tương tự với xúc tác 10%NiO/Al2O3 1,946 (g) Tính tương tự ta mẫu 15% 20% thể bảng sau: Khối lượng (g) x%NiO 10 15 20   Ni(NO3)2.6H2O Ca(NO3)2.4H2O Al2O3 1,946 2,919 3,892 2,107 2,107 2,107 4,5 4,5 4,5 ... 2-van khóa, 3-van chỉnh tinh, 4-lưu lượng kế điện tử, 5-van cửa, 6-hệ thống điều khìển nhiệt độ, 7-reactor, 8-lị nung, 9-bộ pha lỗng, 10-máy phân tích SVTH: Nguyễn Quốc Huy   Trang 33 Luận văn tốt... Hình 3-9 : Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 10%NiO-10%CaO/Al2O3 43 Hình 3-1 0: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15%NiO-10%CaO/Al2O3 43 Hình 3-1 1: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 20%NiO-10%CaO/Al2O3 44 Hình 3-1 2:... 11,8%Ni-10%CaO/Al2O3 46 Hình 3-1 3: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15,7%Ni-10%CaO/Al2O3 46 Hình 3-1 4: Giản đồ TPSR mẫu xúc tác 15,7%Ni-10%CaO/Al2O3 khử 400 C 48 Hình 3-1 5: Giản